斯蒂芬·威廉克洛克,他的一生非常传奇。就科学成就而言,他是历史上最杰出的科学家之一。他被囚禁在轮椅上,因为他患有卢格氏病,这种病会导致21岁时肌肉萎缩。只有三个手指能动。这种疾病使他的身体严重变形。他的头只能向右倾斜,肩膀左低右高,双手紧紧夹在中间。这已经成为他的标志性形象。1985年,由于肺炎,他被完全剥夺了说话的能力。演讲和问答只能通过语音合成器完成。当时医生预测他最多能活两年,但他还活着。在被卢格氏病限制在轮椅上20年后,他仍然能够做出巨大的科学贡献,这确实是前所未有的,对人类的观念产生了深远的影响。因此,媒体上有很多关于他如何与全身瘫痪作斗争的报道。
霍金是英国人,现为英国剑桥大学应用数学与理论物理系教授。他出生于1942年1月8日。这一天恰逢意大利物理学家、现代物理学奠基人伽利略逝世300周年。几天前,是牛顿的生日:1643年1月4日。当然,这并不意味着出生的宝宝霍金就蒙上了金色的光环。In 霍金自己的话:‘我估计当天大约有20万婴儿出生’。
霍金
和普通孩子一样,肖霍金喜欢玩具,对玩具火车着迷,甚至自费购买电动火车。十几岁的时候,霍金也喜欢做飞机模型和轮船模型,甚至尝试发明一些游戏,比如工厂做不同颜色的零件,公路铁路运输产品,股市。霍金和一个同学负责编写游戏规则。在编写这些游戏时,肖霍金的目标是‘建立一个我可以控制和启动的模型’,而‘这些游戏和制作都来自于探索事物和控制事物的需求’。这一要求一直驱使着霍金去“探索事物”,甚至在后来的宇宙学研究中发挥了作用。
在学校,霍金在一个非常好的班级。虽然他的成绩从未达到过前一半,但他仍然受到同学们的尊敬,同学们给他起了一个绰号——爱因斯坦。霍金班里有一些好学生喜欢听音乐,尤其是古典音乐,比如莫扎特、马勒、贝多芬,也去音乐厅听音乐。他们经常讨论一些科学和宗教问题,比如宇宙的起源,宇宙的运行是否需要上帝的作用。
霍金在中学
在中学的最后两年,一位数学老师来上课。他的教学充满了灵感,激发了霍金/对数学和物理的兴趣。虽然他的父亲鼓励他学习科学,但他希望他能像他父亲的专业一样学习生物学。霍金回忆我在中学的学习时说:年轻的时候,我对所有的科学都一视同仁。十三四岁之后,我就知道自己想做物理方面的研究,因为这是最基础的科学,虽然我知道中学的物理太简单太容易,太枯燥。化学有趣多了,很多意想不到的事情不断发生,比如爆炸等等。但是物理学和天文学有望解决我们从哪里来,为什么会在这里的问题。我想探索宇宙的内在细节。由此可以看出,虽然少年对霍金的野心并不算大,‘探索宇宙的内在细节’肯定会对他以后的研究产生影响。中学毕业,霍金被牛津大学录取,并如愿拿到了奖学金。为霍金学习物理很容易,后来他被剑桥大学理论物理博士学位录取。为什么选择理论物理专业?霍金后来说:‘理论物理有两个基本领域,一个是研究非常大的尺度,也就是宇宙学;另一个是研究非常小尺度的基本粒子。也就是说,理论物理将“最大”的宇宙和“最小”的基本粒子联系起来。最后,他决定研究宇宙学,因为‘宇宙学中有一个定义明确的理论,即爱因斯坦的广义相对论’。广义相对论是研究宇宙学的理论基础。
霍金残疾人的故事
在研究期间,霍金得了一种奇怪的疾病,这是一种运动神经细胞病。这种疾病使本来就不灵活的霍金,变得更加笨拙,并且迅速恶化。霍金他非常沮丧,以为自己快死了。但是,霍金并没有放弃正常人的工作、学习和生活,他在这个时候结婚了。五年后,他成为三个孩子的父亲。
病人霍金保持不变,甚至更加勤奋。他曾经梦见自己被处死,所以他希望‘如果我被赦免,我可以做很多有价值的事情’。他认为,‘我会牺牲自己的生命去拯救别人’,做一些好事来回报社会对他的厚爱。艰苦的工作取得了霍金巨大的成就,他因对黑洞的研究而在物理学上闻名。黑洞是一种体积小、质量大的天体,也就是说它的密度很高。这种天体是理论推导出来的一种天体。早在200年前,一位法国科学家就提出了黑洞的问题。他认为,一颗符合一定条件的恒星会在引力的作用下吸收自身的光,这让我们看起来像是一个‘暗团’。然而,这个科幻预言并没有受到人们的重视。爱因斯坦建立广义相对论时,一位德国科学家借助广义相对论重新预言了黑洞的存在。他发现质量等于太阳质量的黑洞直径只有2.95公里;这个相当于地球质量的黑洞,直径只有0.9厘米。到了20世纪30年代末,当一位美国科学家研究恒星的演化时,他再次研究黑洞。他认为,当一颗恒星燃尽后,在引力的作用下,恒星会无休止地坍缩,最终形成黑洞。
霍金
20世纪60年代,天文学的一系列新发现启发了天体物理学的研究。霍金在合适的时候,黑洞研究让他露出了头。霍金将热量引入黑洞的研究大大加深了对黑洞的理解。这时,霍金认为可能存在一种‘微黑洞’。这些黑洞非常小,有些像质子或中子一样小。根据现代物理学的理论,当一个物体如此之小时,它应该遵守量子力学的定律。对霍金的进一步研究表明,黑洞可以蒸发;黑洞越小,蒸发越快。10亿吨大小的黑洞(约质子大小)蒸发需要100亿年,最后0.1秒释放的能量相当于100万吨氢弹爆炸。也就是说,我们是否应该仔细进行天文观测,并尝试在太空中发现这种‘微型黑洞’并加以利用?!
霍金为大爆炸的理论研究做出了巨大贡献。他认为,宇宙起源于一个‘奇点’,在那里爆炸产生了粒子和能量,粒子之间的相互作用产生了星云,星云演变成了我们今天的世界。今天的宇宙还在膨胀,未来的宇宙可能还会继续膨胀,或者膨胀到极限时会收缩到原来的‘奇点’。这似乎很有趣,然而,这是今天人们对宇宙的理解水平。他因在天体物理学方面的成就获得了1978年的爱因斯坦奖。1980年,他成为三一学院卢卡斯讲座的教授。牛顿曾经是讲座教授。现在,霍金已经快60岁了。尽管身体残疾,他还是经常旅行、说话和写作。他的《时间简史》已经出版了数千万册,被翻译成40多种语言。得益于霍金,传奇般的奋斗经历,他的《时间简史》也被搬上了大银幕。人们看过黑洞和基本粒子的图片,听过霍金敲击电脑键盘和电脑合成的声音。人们被现代物理学和宇宙理论的深奥所震撼,被人类的智慧所悲叹,更钦佩霍金在遭受巨大痛苦的同时攀登科学高峰的伟大精神。
我们常说上帝对每个人都是公平的。霍金有身体缺陷,但头脑很聪明